シリコーン自体は主に絶縁材料として使用されるため、電流が直接流れる金属配線部分でのエレクトロマイグレーションを防ぐ役割を果たすことはありません。ただし、シリコーンを含む絶縁材料や保護層が間接的にエレクトロマイグレーションの発生を抑えることに寄与する場合があります。安達新産業株式会社はモメンティブ社の代理店として、エレクトロマイグレーション対応用のコンフォーマルコーティング剤の販売も実施中です。

1.シリコーンを活用したエレクトロマイグレーション対策の可能性

1-1. 環境保護層としての役割

• 湿度や酸化からの保護
  シリコーンは高い耐湿性と耐熱性を持つため、配線を湿気や酸化から守ります。これにより、外部要因による配線の劣化が抑えられ、間接的にエレクトロマイグレーションへの影響を軽減します。

• 物理的ストレスの緩和
  配線が動作中に受ける機械的な応力や熱膨張を吸収することで、材料の安定性を高めます。

2-2. 封止材としての使用

• シリコーン系の封止材を使用することで、配線やデバイス全体を保護し、配線内の不純物の拡散や外部汚染のリスクを低減します。不純物はエレクトロマイグレーションの促進因子となるため、封止材の使用は有効です。

2.エレクトロマイグレーションを直接防ぐための他の対応策

エレクトロマイグレーションを直接防ぐためには、以下のような配線や材料の工夫が必要です。

2-1. 配線材料の改善

• 銅やコバルト合金など、高エレクトロマイグレーション耐性を持つ材料を使用。
• 微量の不純物を添加（ドーピング）して、原子移動を抑制。

2-2. 配線設計の最適化

• 配線幅や厚みを増やして電流密度を低下させる。
• 配線間の距離を調整し、熱や電流の集中を避ける。

2-3. 保護膜の追加

• 配線表面にTa（タンタル）やTiN（窒化チタン）などの耐久性のある保護層を形成。
• スパッタリング技術による高品質薄膜の利用。

2-4. 動作条件の最適化

• 動作温度や電流密度を設計段階で適切に抑える。

まとめ

シリコーンは直接的にエレクトロマイグレーションを防ぐ材料ではありませんが、保護層や封止材として利用することで、外部要因による間接的な影響を軽減する可能性があります。

一方、エレクトロマイグレーションそのものを防ぐためには、配線材料や設計の工夫が不可欠です。
シリコーンの活用は、包括的な信頼性向上対策の一部として有効といえるでしょう。

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